楊洪濤
摘要:裝配式變電站是根據(jù)標準配送式智能變電站的需求設計,創(chuàng)新了設計理念,使工業(yè)化設施的地位得以突顯,并且實現(xiàn)了從變電站設計到整個施工過程的組織集約化。為了減少澆筑制作等步驟所需的時間,最大幅度地提高工程效率,從而采用了即插即用的電氣設備。建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的概念日益深入人心,隨著近幾年經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,各行各業(yè)包括電力行業(yè)的技術都得到了突飛猛進的進步,變電站的建設模式也進行了轉型發(fā)展,裝配式變電站建設技術也日益成熟。
關鍵詞:裝配式;變電站;土建設計
一、裝配式變電站土建方面的特點
1.1施工周期
就傳統(tǒng)變電站來說,它的土建施工周期較長:①由于傳統(tǒng)變電站所有的施工工序都需要一項一項步驟單獨完成,而不能同時進行,再加上比如鋼筋混凝土之類的還需要澆筑和養(yǎng)護的時間;②如果遇上天氣惡劣的情況就得停工,等到天氣再繼續(xù)施工,這樣一來就導致傳統(tǒng)變電站土建施工周期較長。裝配式變電站利用工廠化生產(chǎn),有些工序能夠同時進行,這能夠大大的縮短施工周期。例如在進行某項室外的施工工序時,能夠同時在工廠里面進行某樣建筑物零部件的加工制作,利用現(xiàn)場快速裝拼工藝,將施工串聯(lián)流程變成施工并聯(lián)流程,能夠很有效地來提高施工效率,并且工廠化的生產(chǎn)受天氣等外部條件的限制很小。
1.2管理成本
傳統(tǒng)的變電站土建施工現(xiàn)場原材料多,且堆放比較雜亂,這些原材料采購渠道多樣,由于施工的工序比較復雜,現(xiàn)場的施工隊伍比較多,人員魚龍混雜;且傳統(tǒng)變電站受外部環(huán)境影響較大。這些因素使得傳統(tǒng)變電站土建施工有了很大的不可控性,工程質(zhì)量就難以保證,風險較大。
裝配式變電站利用工廠化生產(chǎn),流水作業(yè)保證了一些建筑物構件質(zhì)量的可控、在控,成熟的制作工藝、優(yōu)良的制作環(huán)境很大地降低了質(zhì)量風險。比如,由于彩鋼板的層層緊扣使得建筑的密閉性和建筑結構都很好的保障,因此樓板采用彩鋼板,而內(nèi)墻則用輕鋼龍骨石膏板替代了原來那種砌筑式的墻面,這樣大大提高了墻壁的硬度和防火度。同時,工廠化生產(chǎn)讓各道工序進行地井井有條,這樣就省下了一大筆管理費用。
1.3對環(huán)境的影響
傳統(tǒng)變電站土建的施工現(xiàn)場原材料、大型機械等較多且雜,會產(chǎn)生很多的垃圾廢水等有害于環(huán)境的污染物,且施工隊伍也比較多,這樣就會搭建很多臨時的簡易房和施工場地,同時也會有很多的生活垃圾,不利于節(jié)能減排的環(huán)保理念。
裝配式變電站使用工廠化生產(chǎn),大大減少了施工現(xiàn)場的原材料、大型機械以及人工投入,施工現(xiàn)場的“減負”就使得那些對環(huán)境有害的物質(zhì)得到大量的減少,且工廠化生產(chǎn)讓建筑物構件的質(zhì)量有所保證,延長了變電站的使用壽命,且有些設備等可以循環(huán)利用,契合了建設資源友好型和環(huán)境節(jié)約型社會的要求。
二、裝配式變電站土建設計實例
2.1裝配式變電站概況
根據(jù)國家電網(wǎng)2013年所頒布的《標準配送式智能變電站建設技術導則》,強調(diào)在智能變電站建設中,必須堅持“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”生產(chǎn)理念。裝配式變電站的電氣設備布局形式、建筑物構件設計和施工模式都發(fā)生了較大變革,目前,我國裝配式變電站建設進入了快速發(fā)展階段。本文將以某220kV敞開式變電站作為研究對象,對裝配式變電站土建設計要點進行詳細探究。
2.2建筑設計
在該裝配式變電站工程土建平面設計中,需要注意規(guī)劃合理、布置緊湊。建筑外立面設計需結合預制建筑物結構特征,運用豎向模數(shù)單元進行構圖,并引入水平遮陽線條統(tǒng)一建筑元素,改善建筑工程外觀。建筑外觀尺度適宜,造型簡潔大方,融入當?shù)鬲毺氐慕ㄖO計元素。
2.3結構選型
在該裝配式變電站工程設計中,需要遵循結構安全性、適用性和經(jīng)濟性的原則,同時還應關注建筑工程施工便捷性和預制程度兩方面,保證變電站土建技術的先進性、經(jīng)濟合理性、施工便捷性。該裝配式變電站建筑具有低層、平面布局靈活以及樓面荷載大的特點,綜合考慮各方面因素,采用全預制裝配式混凝土框架結構體系。該結構體系具有抗震性能好、布局方式靈活、工業(yè)化預制程度高、工程造價合理等優(yōu)點。
2.4模數(shù)化設計
在裝配式變電站土建設計中,為了實現(xiàn)建筑設計標準化、機械裝配化以及建筑構件生產(chǎn)工廠化,首先需要滿足模數(shù)化要求。為了提升裝配式變電站工業(yè)化生產(chǎn)程度,減少生產(chǎn)模具數(shù)量,該變電站設計采用模數(shù)化設計方式,其中:柱網(wǎng)模數(shù)為7.2m、外墻模數(shù)為1.2m、外窗模數(shù)為0.6m。通過應用規(guī)整柱網(wǎng)、歸并構件的方式,最大程度上減少生產(chǎn)模具數(shù)量。該裝配式變電站應用6類構件,共計295個構件,需10套生產(chǎn)模具,預制率可達81.3%。
2.5主體結構設計
裝配式變電站土建主體結構設計存在著裝配式建筑普遍存在的問題,即框架梁柱節(jié)點的設計構造及傳力。在該裝配式變電站土建設計中,優(yōu)選主體結構,應用清晰的傳力方式:框架柱為兩層整體預制,采用型鋼對節(jié)點進行加強處理,應用強柱弱梁以及強節(jié)點弱構件等概念設計,提升主體結構的抗震性,施工方式便捷,有利于提升施工進度;主梁和次梁采用疊合設計形式,梁端采用型鋼與柱(梁)連接。在疊合層設計中,需提高混凝土結構剪切力,避免發(fā)生漏漿問題。在樓面板設計中采用格構筋疊合板,加強板的受力性能,增加新舊混凝土的咬合力。此外,為了提高土建主體結構的整體性能,可以將現(xiàn)澆混凝土作為粘合劑。外墻結構和主體結構應用鉸接方式連接。
三、結束語
雖然就目前來說,我國裝配式變電站技術有了一定的發(fā)展,但是也存在著一些急需解決的問題,比如一些技術結構體系還不夠系統(tǒng)化,國內(nèi)的市場還有待開發(fā),國內(nèi)的技術人員資源缺乏等等。并且在這個資源共享,發(fā)展迅速的信息時代,唯有不斷創(chuàng)新,與時具進,緊跟時代的步伐和潮流,走在技術的前端才能夠不斷地發(fā)展成長。
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(作者單位:四平電力設計院)